牟 燕，王聯(lián)國，王克鵬，董 博

（1.甘肅農(nóng)業(yè)大學信息科學技術學院，甘肅 蘭州 730070；2.甘肅農(nóng)業(yè)大學資源與環(huán)境學院，甘肅 蘭州 730070）

農(nóng)用地膜作為重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料已被廣泛應用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，并極大地促進了干旱地區(qū)的農(nóng)業(yè)發(fā)展。然而，由于地膜本身的材質問題，長期使用使大量殘膜留于土壤中，不僅降低了土壤質量，而且對作物生長、秸稈利用、畜牧養(yǎng)殖、農(nóng)機操作、生態(tài)環(huán)境等均產(chǎn)生消極影響。殘膜污染問題是地膜應用推廣的瓶頸之一，也是制約我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要因素?？陀^、全面地掌握典型地區(qū)的殘膜污染狀況，探尋殘膜污染的特點、變化趨勢及危害程度，對我國農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展影響深遠。我們選擇黃土高原長期覆膜的典型地區(qū)進行了殘膜分布特點及其影響因素的研究，以期為殘膜污染治理提供依據(jù)和借鑒。

1 研究方法

1.1 調查點概況

調查點位于定西市安定區(qū)李家堡鎮(zhèn)連續(xù)覆膜種植2、5、10 a的玉米田。該點應用覆膜種植技術時間較長，地膜用量、覆膜方式及殘膜回收方法穩(wěn)定，作物種植持續(xù)性好，具備代表性，利于殘膜調查研究。

1.2 采樣方法

2013年4月，針對殘膜分布的時間、空間、面積大小等特點，分別在連續(xù)覆膜種植玉米2、5、10 a的采樣點各選取3塊面積均為1 m2（1 m×1 m）的樣方，每個樣方均按0～10、10～20、20～30 cm 3個土層深度進行人工采樣，所采樣品均按不同采樣點及土層深度分別收集處理。

1.3 樣品處理

人工去除附著在殘膜上的雜物，仔細展開卷曲的殘膜并進行清洗，洗后用濾紙吸干殘膜上的水分，在陰涼干燥處自然晾干至恒重。處理過程要小心謹慎，以防殘膜破碎。

1.4 統(tǒng)計分析方法

用萬分之一精度電子天平稱重，統(tǒng)計各采樣點及不同土層深度的殘膜質量，并按大膜（＞25 cm2）、中膜（4～25 cm2）、小膜（＜4 cm2）3個標準分類統(tǒng)計殘膜數(shù)量。使用DPS軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。為了研究殘膜的破碎程度，本研究特引入“破碎度”這一概念，用公式F=M/N表示，其中F為破碎度（kg/塊），M為樣方內(nèi)殘膜總質量（mg），N為樣方內(nèi)殘膜總數(shù)量。

2 結果與分析

2.1 質量分布

由表1可見，覆膜2、5、10 a樣點0～30 cm土層的殘膜質量分別為29.70、35.49、53.13 kg/hm2，覆膜5、10 a的分別較覆膜2 a的增加19.49%、78.89%。各樣點均以0～10 cm土層殘膜質量最高，其次是10～20 cm土層，20～30 cm土層殘膜質量最小。可見殘膜質量與覆膜年限有關，覆膜時間越長，土壤中的殘膜質量越高。殘膜主要集中在淺層土壤中，土層越深，殘膜質量越小。

2.2 數(shù)量分布

殘膜數(shù)量是衡量農(nóng)田土壤污染嚴重程度的重要指標。由表1可知，覆膜2、5、10 a樣點0～30 cm土層的殘膜數(shù)量分別為198、273、483片，其中覆膜5、10 a的分別較覆膜2 a的增加37.88%、143.94%。各樣點均以0～10 cm土層殘膜數(shù)量最多，約占總量的58.4%～76.2%；其次是10～20 cm土層，約占總量的比例為22.3%～35.0%；20～30 cm土層殘膜數(shù)量最少，僅為1.5%～6.6%。由此可見，殘膜數(shù)量與覆膜年限及土壤深度有關，覆膜年限越長，殘膜數(shù)量越多；覆膜田塊的殘膜主要集中在0～20 cm土層，隨著覆膜時間延長，殘膜進入深層土壤的機會增加。

表1 不同覆膜年限玉米田殘膜質量及數(shù)量

2.3 形態(tài)分布

由表2可知，覆膜2、5、10 a樣點中，大（＞25 cm2）、中（4～25 cm2）、小（＜4 cm2）面積殘膜數(shù)量均隨覆膜年限的增加而增加，覆膜5、10 a樣點較覆膜2 a樣點的大膜數(shù)量分別增加10、21片，中膜數(shù)量分別增加29、75片，小膜數(shù)量分別增加36、189片。各樣點均以小膜所占比例最大，分別為72.5%、66.3%、69.2%。由此可見，覆膜年限越長，殘膜積累量的增加和各影響因素作用時間的延長，均可導致殘膜破裂加速，使小膜數(shù)量及所占比例也相應增加。

2.4 覆膜年限對殘膜破碎度的影響

影響殘膜破碎的因素除材質本身外，人為因素（如耕作等）及自然因素（如農(nóng)田中光照、溫度、水、肥等）均對殘膜的破碎程度影響較大。覆膜年限越長，引起殘膜破碎的因素增加、作用時間增長。由表2可知，殘膜破碎度以覆膜10 a樣點的最小，為11 mg/塊；其次是覆膜5 a樣點，為13 mg/塊；覆膜2 a樣點最大，為15 mg/塊。即覆膜時間越長，殘膜的破碎程度越高，破碎度越小。

表2 不同覆膜年限玉米田不同形態(tài)殘膜數(shù)量及破碎度

3 結論與討論

1）研究結果表明，定西市長期覆膜玉米田存在一定程度的殘膜污染，且覆膜時間越長，殘留地膜越多，覆膜2、5、10 a玉米田0～30 cm土層的殘膜重量分別為29.70、35.49、53.13 kg/hm2，殘膜數(shù)量分別為198、273、483片。殘膜主要集中在淺層土壤中，土層越深，殘膜所占比例越小，其中0～10 cm土層約占58.4%～76.2%，10～20 cm土層約占22.3%～35.0%，20～30 cm約占1.5%～6.6%。不同覆膜年限不同形態(tài)殘膜所占比例均表現(xiàn)為，小膜（＜4 cm2）最多，中膜（4～25 cm2）次之，大膜（＞25 cm2）最少，且隨著覆膜年限增加，不同面積的殘膜均呈現(xiàn)出明顯的增加趨勢。覆膜年限越長，殘膜的破碎程度越大，破碎度越小。

2）當前，我國黃土高原地區(qū)殘膜污染狀況比較嚴重，若不妥善解決必將威脅該地區(qū)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。但在干旱地區(qū)，地膜作為一種高效率、低成本、易推廣和便于應用的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料，仍將在未來很長一段時間內(nèi)應用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。因此，全面、客觀的掌握殘膜污染狀況是解決殘膜污染的首要問題。今后應針對殘膜危害特性，開展大量的研究，全面掌握殘膜污染的危害程度，為殘膜污染治理、新型環(huán)保地膜產(chǎn)品開發(fā)等提供必要的依據(jù)。